厚壁压力容器的焊接质量控制

缪新伟(无锡金龙石化冶金设备制造有限公司，江苏 无锡 214161)

0 引言

所谓的厚壁压力容器，实际上就是一种对压力进行承载的密闭设备，主要盛装石油、天然气等原材料。但是，如果没有做好厚壁压力容器的焊接工作，确保有效的质量控制，将极有可能出现原料泄漏等问题，导致爆炸、有毒物质弥漫、火灾等灾害的发生，带来不可预计的严重后果。因此，相关从业人员必须要对厚壁压力容器的焊接问题投入高度重视，通过合理、有效应用质量控制对策，从而全面降低安全事故的发生率，实现厚壁压力容器使用周期的延长。

1 厚壁压力容器焊接质量控制系统

1.1 焊接材料质量控制

在压力容器中，所运用的受压焊接材料，必须同我国相关部门所颁发的标准相符，具备出厂合格证、厂家资质等信息材料。在确认材料并且保障其与相关技术要求相符以后，需要将焊接材料管理制度作为依据，从而展开检验、入库、存放、管理与领取等工作。

1.2 焊接工艺评定

将相应的《评定标准》《监察规程》等作为依据，对选择的焊接工艺可行性、合理性做出鉴定，同时，对焊接工艺评定指导资料中所设计的各种工艺措施以及参数可靠性做出验证，并且，对焊接工艺评定管理制度严格落实[1]。在焊接压力容器中，必须要应用符合评定标准的焊接工艺。

1.3 焊工资格审查

想要对厚壁压力容器的焊接质量做出保障，最为核心的因素便在于焊工人员的技术能力。将我国相关部门所颁布的《考试与管理规则》作为依据，必须要对焊工人员展开操作技巧、理论知识等内容的考核，并且需要通过市级焊工考核监管部门的认可，在合格以后，才能够承担焊接厚壁压力容器的工作。

1.4 产品焊接试板试验

为了对焊接接头的机械性能做出检验，必须要将《力学性能检验》《监察规程》的相关要求作为依据，采取同施焊产品一致的焊接工艺及材料，试验产品的焊接试板，产品同焊后一起展开焊后热处理[2]。在保证焊缝机械性能试验符合规定以后，方可展开下一工序。

1.5 焊缝返修

针对于焊缝超标缺陷的返修而言，必须要将相应《规程》的要求作为依据展开，换而言之，就是在返修以前，必须要对缺陷发生的原因做出分析，从而将返修的工艺制定。在返修期间，相关的工作人员必须要对象现场的返修详细记录，在完成返修以后，需要将原先的焊缝检验标准作为依据展开试验。

1.6 焊后热处理

为了能够对焊接接头的机械性能做出改善，实现焊接残余应力的消除，必须要将相应的设计图纸和《监察规程》要求作为依据，针对超过34 mm的厚壁压力容器展开焊后热处理。

1.7 焊接无损检验

将设计图纸和《监察规程》要求作为依据，需要无损探伤检验与外观检验焊缝。在完成热处理以后，必须要抽检关键的焊缝，在必要的情况下，需要硬度测试焊缝交叉处[3]。针对于不符合检验标准的焊缝，必须要将质量保障手册所要求的程序作为依据展开返修。

在制造厚壁压力容器期间，为了能够对焊接质量做出保障，需要将质量控制环节作为依据，遵循加工工序的主要程度与互相联系，制定不同系统一些质量控制点，并且将较为关键的控制点视为停点，合格后方可展开后续工序。同时，需要对控制点制定出责任人员以及控制内容，对各道工序的质量做出保障。

2 厚壁压力容器的焊接质量控制对策

2.1 焊接材料及焊接方法选择

将厚壁压力容器的结构特征作为依据，应对可能出现的裂纹问题，可以选取抗裂性强、低温韧性的焊丝与焊条作为焊接的材料[4]。由于焊接属于较大的工作量，因此，简体焊缝均需要采取高效率的埋弧自动焊工艺进行焊接，达成内环缝自动焊的目标，将焊接自动化提升，减轻劳动强度，并且对施工环境做出简化。接管与筒体等焊缝，需要应用手工电弧焊、手工钨极氩弧焊工艺，具备灵活、操作便利等优势。

2.2 焊接工艺施工文件编制

在指导现场施工中，最为关键的技术文件便是焊接工艺文件，能够对焊接质量与施工进度造成直接影响，在分析与研究现场人员与设施实际情况与产品结构设计情况以后，将相应的规定、法规、质量保障手册标准作为依据，严格执行经济、可靠、安全的原则，对热处理工艺、产品焊接试板工艺、焊接返修工艺、焊接工艺首页、焊接工艺指导书等施工文件进行编制。针对于较为关键的热处理工艺、焊接工艺首页、焊接工艺指导书等文件，必须要经过第三方检验机构与我国相关部门的确认与审查。

2.3 焊接施工质量控制

如果焊接施工是在冬季开展，气候条件较为恶劣，那么则需要安排焊接作业在车间中开展。在实行焊接工作以前，必须要想焊接施工人员、焊接检验人员详细讲解相关的工艺资料，对特殊技术要点做出强调，同时要求焊工人员能偶对焊接工艺资料严格执行。为了能够对正确操作与实施焊接工作，必须要由焊接检验人员对现场做出监督检查，并检查每个焊工人员实施工艺的实际情况，及时发现问题，并且及时予以纠正。除此以外，对较为关键位置的焊缝，必须要聘请专业水平高、经验丰富的焊工施焊，尤其是厚壁压力容器接管与筒体的焊接，由于筒体壁过厚，最小的接管直径为50.8 mm，填充坡口焊的金属量比较大，同时约束应力也很大，极有可能造成裂纹的出现[5]。为了能够对焊接冷裂纹问题做出预防，将预热温度适度提高，用电加热的方式来展开预热，重点监测温度，并且详细的记录施焊检查数据。在焊接的过程中，需要采取多层多道、小线能量焊工艺。为了将控制层间温度、焊接拘束应力减小，外坡口、筒体内交替焊接，能够对均匀分布焊接应力做出保障。

在完成焊接以后，焊工人员需要对焊缝质量自行检验，并且在规定的部位处标记焊工钢印代号，项目组需要将检验合格率作为依据，展开相应的奖惩，促使焊工人员能够提升专业水平，并且制定好焊工技术档案，将焊接一次合格率提升。施焊工艺、焊接顺序的合理性，不仅能够将焊接应力与焊接变形减小，同时，还能够避免冷裂纹的出现。在焊接期间，需要对焊件层层之间的焊接变形大小随时进行测量，对焊接参数、顺序及时调整，并且通过控制焊接热输入、窄焊道、连续焊、对称焊等方法施焊。

2.4 焊缝返修质量控制

在检验焊接期间，极有可能发现夹杂、气孔、未熔合等缺陷，对发生的因素进行分析后，将返修工艺制定。在返修以前，需要采取焊后缓冷、控制焊接参数、预热等对策，焊接检验工作人员需要现场监管，并且将返修记录做好，对返修质量做出良好控制。

2.5 焊后热处理

针对于焊后热处理工作人员，属于制作厚壁压力容器期间极为关键的工艺环节，焊后热处理的目标主要包含以下几个方面：第一，对结构形状与尺寸做出稳定，将焊接残余应力松弛。第二，对热影响区进行软化，将焊缝金属的断裂韧性、塑性提升。第三，将抗应力腐蚀性能提升。第四，将焊缝金属中所含有有害气体释放，避免裂缝出现。

为了将焊后热处理的效率提升，缩短施工周期，将容器的热处理要求作为依据，划分为两炉采取组装式电阻炉展开整体热处理，通过计算机来控制热度，保障运行的平稳性，减小温差。为了将热处理温度精准反映，需要在简体上电焊热电耦，并且将其放置于可能变化温度的部位，实际应用时不仅需要对筒体真实的温度进行测定，同时，还需要将筒体不同位置的温差减少。在开展热处理焊件以前，需要将热处理完善的工艺流程确立，通过第三方检验机构，确认热处理工艺方案、工作人员资质、热处理设施等。在热处理期间，操作人员、检验人员以及责任工程师必须要对整体的工艺流程进行监管与控制，同时重点监控每个热点耦温控点的降温速度、保温时间、保温温度、加热升温速度等较为主要的参数，如果发现问题，必须要及时处理[6]。因为合理的采取严格的质量管理与热处理工艺，能够保障热处理之后的产品各项参数与相应的技术要求相符，记录的热处理报告能够获取第三方检验机构的明确。

2.6 焊接无损检验

在完成焊接工作以后，必须要检验焊缝的外观有无损伤。保障检验的结果合格率能够达到99.7%，且针对于不符合检验结果的焊缝，并且要将相应的质量保障手册标准作为依据做出返修。同时对于外观尺寸检验、表面质量检验热处理之后的产品，应对焊缝做出100%的外观与无损探伤。针对于简体交叉处的焊缝，焊接热影响区与金属，可以通过便携式硬度计的运用来展开测试。各种检验结果均与技术要求相符，方可投入使用。

3 结语

综合上述的分析而言，在石油化工企业的生产运营过程中，必须要对厚壁压力容器的焊接工作投入高度的重视，减少由于操作不当、原料泄漏等问题而造成火灾、爆炸、有毒物质弥漫的发生，实现安全事故发生概率的整体降低，为我国石油化工企业的长远、稳定发展起到一定的促进作用。通过采取科学、合理、有效的质量控制对策，实现厚壁压力容器的安全使用，也保障原料的安全运输，确保石油化工企业能够增强竞争力，实现安全、有效的运行。